电工电子综合实验报告

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1、电工电子综合实验1报告——非线性电阻电路——非线性电阻电路班级：姓名：学号：指导老师：电工电子综合实验报告一、摘要现实生活中存在的电阻严格意义上都是非线性的，电阻的阻值可能会随着光强、温度、外加电压等条件的变化而变化。我们需要了解电阻的非线性，并合理的应用这一特性。本文着重研究外加电压对电阻阻值的影响，在对非线性电阻有了一定理解后，本文在分析非线性电阻伏安特性的基础上，自行设计对应的非线性电阻，并对其实际伏安特性进行测定，此外还根据二极管具有管压降的事实，对电路进行了电压补偿，使其伏安特性十分接近理论值。二、关键字16

2、关键字电压源、电流源、二极管、线性电阻、凹电阻、凸电阻三、引言引言现实中，由于各方面的原因，当元件接入电路中，其性质不可避免地会受到一些影响，从而性质与理想情况有一定的区别。像线性电阻，受到影响后，其性质可能变为非线性的。所以，我们有必要去了解电阻的非线性，从而使对电路的研究更为合理、符合实际。从前，研究电阻的非线性需要实际连接电路，通过测量一组组数据进行分析而得出电阻具体的非线性情况，这种方法比较繁琐。近几年，随着计算机技术的飞速发展，各种仿真软件应运而生，我们可以选择在软件（如：Multisim）上进行仿真，从而大

3、大减少了测算的工作量。本文主要介绍非线性电阻的一些基本应用（如：凹、凸电阻）以及一些简单的综合方法（如：串、并联分解法），并运用这些设计非线性电阻电路进行关于非线性元件特性的研究，并利用Multisim软件进行仿真，测量、记录数据，进而画出伏安特性曲线、分析数据，与理论值比较；通过分析也可以根据出现的较大误差推得二极管并非理想元件，从而对电路进行电压补偿，最终得到满足要求的非线性电阻电路。四、正文正文1.16实验材料与设备装置Multisim7软件，使用其中的电压源、电流源、二极管、电阻器、DC电流表2.设计要求1）用

4、二极管、稳压管、稳流管等元器件设计如图1、图2所示伏安特性的非线性电阻电路。图1图22）测量所设计电路的伏安特性并作曲线，与图1、图2比较。3.设计参考⑴非线性电阻电路的伏安特性1）常用元件对于一个二端口网络，不管内部组成，其端口电压与电流的关系可以用u-i平面的曲线称为伏安特性。电压源、电流源、理想二极管和线性电阻的伏安特性如图3所示。16Usuuuu电流源i=is线性电阻i=Gs电压源U=Us理想二极管图3常见的二端电阻元件及伏安特性2）凹电阻当两个或两个以上元件串联时，电路的伏安特性图上的电压是各元件电压之和，图

5、4(a)所示是将电压源、理想二极管、线性电阻三个元件串联组成，其伏安特性曲线如图4(b)所示。它是由这三个元件的伏安特性在i相等情况下的相加而成。具有上述伏安特性的电阻，称为凹电阻。上述电阻的主要参数是Us和G=1/R，改变Us和G的值，就可以得到不同参数的凹电阻。(b)图4凹电阻(a)3）凸电阻与凹电阻相对应，凸电阻则是当两个或两个以上元件并联时，电流是各元件电流之和。如图5（a）所示，是将电流源、理想二极管、线性电阻三个元件并联组成，其伏安特性曲线如图516（b）所示，它是由这三个元件的伏安特性在u相等情况下的相加

6、而成。具有上述伏安特性的电阻，称为凸电阻。上述电阻的主要参数是Is和R=1/G，改变Is和R的值，就可以得到不同参数的凸电阻。(a)(b)图5凸电阻⑵非线性元件电路的综合各种单调分段线性的非线性元件电路的伏安特性可以用凹电阻和凸电阻作基本积木块，综合出各种所需的新元件。常用串联分解法或并联分解法进行综合。4.伏安特性曲线分析、电路设计、数据统计及绘制曲线（（1）可以以电流I轴为界来分解曲线，为下面两图之组合：为下面两图之组合：u/V=+16又可以分解为以下两图的串联组合：又可以分解为以下两图的串联组合：=+Ω+要合并为

7、伏安特性曲线：u/V有如下两种方法：①串联合并法：测得的数据如下：电压u/V电流i/mA电压u/V电流i/mA电压u/V电流i/mA-2-1.8-1-0.8-2-2-1.837-1.499-0.6-0.40.40.6-1.133-0.7590.7591.1330.811.821.4991.83722其伏安特性曲线为：可以看出该曲线与所要求的伏安特性曲线比较接近，因为对应每一个外加电压值，电流的误差并不完全相同，因而难以求出该曲线与要求的曲线的误差，因而省去误差的求解。②并联合并法：16测得的数据如下：电压u/V电流i/

8、mA电压u/V电流i/mA电压u/V电流i/mA-2-2-0.6-1.1810.81.538-1-1.8640.40.8191.82其伏安特性曲线为：该曲线也与所要求的伏安特性曲线比较接近。（（2①对上图进行曲线分解：+进而对两图中的左图进行分解，有a)、b)两种分解方法：a)分为三段曲线的并联并联并联++对应三个电路支路的并联合